本技术涉及无线通信,特别是涉及一种卫星信道模型的建立方法、装置及电子设备。
背景技术:
1、随着无线通信技术领域的快速发展和智能终端的迅速普及,使得人们对移动数据业务的需求日益增加。然而,地面移动通信系统受基站覆盖区域的限制,通常架设在人口密集的城市,很难在边远地区、沙漠戈壁、森林和海洋等地区实现信号全覆盖。因此,为了实现信号全覆盖,可以利用卫星通信系统的信道进行信号传输完成通信。例如,低轨卫星通信系统的信道。然而,不同的信道传输环境会对卫星信道的传输特性造成不同程度的影响。
2、基于此,当前亟需一种可以针对不同的信道传输环境,建立可以反映不同信道传输环境对信道传输特性的影响的卫星信道模型,从而,提高所确定的信道传输特性的准确性。
技术实现思路
1、本技术实施例的目的在于提供一种卫星信道模型的建立方法、装置及电子设备,以实现针对不同的信道传输环境,建立可以反映不同信道传输环境对信道传输特性的影响的信道模型,从而,提高所确定的信道传输特性的准确性。具体技术方案如下:
2、第一方面,本技术实施例提供了一种卫星信道模型的建立方法,所述方法包括:
3、利用预设捕获算法对目标卫星连续发送的卫星信号的数字信号进行划分,得到多个目标信号;
4、针对每个目标信号提取路径参数和指定参数;其中,所述指定参数包括:路径损耗参数、时间偏移参数和多普勒频偏参数中的至少一个;
5、对所述多个目标信号的所述指定参数进行拟合,得到指定参数分布;
6、利用所述指定参数分布和所述路径参数对应的初始模型建立关于所述目标卫星的卫星信道模型。
7、可选的,一种具体实现方式中,所述利用预设捕获算法对目标卫星连续发送的卫星信号的数字信号进行划分,得到多个目标信号,包括:
8、利用预设扩频序列对所述数字信号进行分段相干积分处理,得到关于所述数字信号的多个积分处理结果;
9、对所述多个积分处理结果进行傅里叶变换,得到关于所述数字信号的多个目标序列,并针对每个目标序列,计算该目标序列的模长;
10、按照所述数字信号的获取顺序,依次遍历每个目标序列,并在遍历到每个目标序列时,判断该目标序列的模长与预设阈值的数值关系;
11、若该目标序列的模长小于预设阈值,则遍历下一个目标序列;
12、若该目标序列的模长不小于预设阈值,则将该目标序列对应的数字信号以及指定数字信号,划分为一个目标信号;其中,所述指定数字信号为:位于该目标序列对应的数字信号与上一个划分为目标信号的数字信号之间的数字信号。
13、可选的,一种具体实现方式中,所述针对每个目标信号,对所述目标信号提取路径参数,包括:
14、确定所述卫星信号的信号序列;
15、针对每个目标信号,利用所述信号序列进行滑动自相关计算,得到关于所述目标信号的时延功率谱;
16、若所述时延功率谱所包括的峰值大于指定数值的波峰的数量为多个,则确定所述目标信号的路径参数为多径;
17、否则,确定所述目标信号的路径参数为单径。
18、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,所述针对每个目标信号提取指定参数,包括:
19、确定滑动窗口;
20、利用所述滑动窗口对所述目标信号进行滑动处理,并在所述滑动处理的过程中,统计所述滑动窗口内所述目标信号的信号接收功率,得到关于所述目标信号的信号接收功率的统计结果;
21、确定所述目标卫星的信号发送功率,并将所述发送功率与所述统计结果的差值确定为所述目标信号的路径损耗参数。
22、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述时间偏移参数,所述针对每个目标信号提取指定参数,包括:
23、根据所述目标信号的接收时间,计算所述接收时间与预设接收时间的时间差,作为所述目标信号的时间偏移参数;其中,所述预设接收时间为基于所述目标卫星连续发送卫星信号的发送周期,和所述目标卫星与卫星信号接收端之间的星地距离计算得到的。
24、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述多普勒频偏参数,所述针对每个目标信号提取指定参数,包括:
25、确定所述卫星信号的信号序列,并对所述信号序列和所述目标信号进行滑动自相关计算,得到关于所述卫星信号的信道冲激响应;
26、确定关于所述卫星信号的接收时刻的瞬时信道冲激响应,并对所述瞬时信道冲激响应进行信道冲激响应自相关计算,得到计算结果;
27、对所述计算结果进行傅里叶变换,得到记录有所述目标信号的目标信号带宽的所述关于所述卫星信号的多普勒谱;
28、确定所述目标卫星的信号发送带宽,并计算所述信号发送带宽与所述目标信号带宽的差值,作为所述目标信号的多普勒频偏参数。
29、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,或者,所述时间偏移参数,或者,所述多普勒频偏参数,所述对所述多个目标信号的所述指定参数进行拟合,得到指定参数分布,包括:
30、利用第一预设函数,对所述多个目标信号的所述路径损耗参数与卫星信号接收端接收到所述目标信号对应的卫星信号时的星地距离的关系进行拟合,得到所述路径损耗参数对应的路径损耗参数分布;其中,所述卫星信号接收端用于接收所述目标卫星所发送的所述卫星信号;
31、或者,
32、利用第二预设函数,对所述多个目标信号的所述时间偏移参数与所述卫星信号接收端接收到所述目标信号对应的卫星信号时的星地距离的关系进行拟合,得到所述时间偏移参数对应的时间偏移参数分布;
33、或者,
34、利用第三预设函数,对所述多个目标信号的所述多普勒频偏参数与所述卫星信号接收端接收到所述目标信号对应的卫星信号时的接收时刻的关系进行拟合,得到所述多普勒频偏参数对应的多普勒频偏参数分布。
35、第二方面,本技术实施例提供了一种卫星信道模型的建立装置,所述装置包括:
36、目标信号获取模块,用于利用预设捕获算法对目标卫星连续发送的卫星信号的数字信号进行划分,得到多个目标信号;
37、参数提取模块,用于针对每个目标信号提取路径参数和指定参数;其中,所述指定参数包括:路径损耗参数、时间偏移参数和多普勒频偏参数中的至少一个;
38、参数拟合模块,用于对所述多个目标信号的所述指定参数进行拟合,得到指定参数分布;
39、模型建立模块,用于利用所述指定参数分布和所述路径参数对应的初始模型建立关于所述目标卫星的卫星信道模型。
40、可选的,一种具体实现方式中,所述目标信号获取模块具体用于:
41、利用预设扩频序列对所述数字信号进行分段相干积分处理,得到关于所述数字信号的多个积分处理结果;
42、对所述多个积分处理结果进行傅里叶变换,得到关于所述数字信号的多个目标序列,并针对每个目标序列,计算该目标序列的模长;
43、按照所述数字信号的获取顺序,依次遍历每个目标序列,并在遍历到每个目标序列时,判断该目标序列的模长与预设阈值的数值关系;
44、若该目标序列的模长小于预设阈值,则遍历下一个目标序列;
45、若该目标序列的模长不小于预设阈值,则将该目标序列对应的数字信号以及指定数字信号,划分为一个目标信号;其中,所述指定数字信号为:位于该目标序列对应的数字信号与上一个划分为目标信号的数字信号之间的数字信号。
46、可选的,一种具体实现方式中,所述参数提取模块具体用于:
47、确定所述卫星信号的信号序列;
48、针对每个目标信号,利用所述信号序列进行滑动自相关计算,得到关于所述目标信号的时延功率谱;
49、若所述时延功率谱所包括的峰值大于指定数值的波峰的数量为多个,则确定所述目标信号的路径参数为多径;
50、否则,确定所述目标信号的路径参数为单径。
51、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,所述参数提取模块具体用于:
52、确定滑动窗口;
53、按照所述滑动步长,利用所述滑动窗口对所述目标信号进行滑动处理,并在所述滑动处理的过程中,统计所述滑动窗口内所述目标信号的信号接收功率,得到关于所述目标信号的信号接收功率的统计结果;
54、确定所述目标卫星的信号发送功率,并将所述发送功率与所述统计结果的差值确定为所述目标信号的路径损耗参数。
55、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述时间偏移参数,所述参数提取模块具体用于:
56、根据所述目标信号的接收时间,计算所述接收时间与预设接收时间的时间差,作为所述目标信号的时间偏移参数;其中,所述预设接收时间为基于所述目标卫星连续发送卫星信号的发送周期,和所述目标卫星与卫星信号接收端之间的星地距离计算得到的。
57、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述多普勒频偏参数,所述参数提取模块具体用于:
58、确定所述卫星信号的信号序列,并对所述信号序列和所述目标信号进行滑动自相关计算,得到关于所述卫星信号的信道冲激响应;
59、确定关于所述卫星信号的接收时刻的瞬时信道冲激响应,并对所述瞬时信道冲激响应进行信道冲激响应自相关计算,得到计算结果;
60、对所述计算结果进行傅里叶变换,得到记录有所述目标信号的目标信号带宽的所述关于所述卫星信号的多普勒谱;
61、确定所述目标卫星的信号发送带宽,并计算所述信号发送带宽与所述目标信号带宽的差值,作为所述目标信号的多普勒频偏参数。
62、可选的,一种具体实现方式中,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,或者,所述时间偏移参数,或者,所述多普勒频偏参数,所述参数拟合模块具体用于:
63、利用第一预设函数,对所述多个目标信号的所述路径损耗参数与卫星信号接收端接收到所述目标信号对应的卫星信号时的星地距离的关系进行拟合,得到所述路径损耗参数对应的路径损耗参数分布;其中,所述卫星信号接收端用于接收所述目标卫星所发送的所述卫星信号;
64、或者,
65、利用第二预设函数,对所述多个目标信号的所述时间偏移参数与所述卫星信号接收端接收到所述目标信号对应的卫星信号时的星地距离的关系进行拟合,得到所述时间偏移参数对应的时间偏移参数分布;
66、或者,
67、利用第三预设函数,对所述多个目标信号的所述多普勒频偏参数与所述卫星信号接收端接收到所述目标信号对应的卫星信号时的接收时刻的关系进行拟合,得到所述多普勒频偏参数对应的多普勒频偏参数分布。
68、第三方面,本技术实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
69、存储器,用于存放计算机程序;
70、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述第一方面提供的任一卫星信道模型的建立方法的步骤。
71、第四方面,本技术实施例提供了一种计算机可读介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的任一卫星信道模型的建立方法的步骤。
72、第五方面,本技术实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面所述的任一卫星信道模型的建立方法的步骤。
73、本技术实施例有益效果:
74、以上可见,应用本技术实施例提供的方案,首先,利用预设捕获算法对目标卫星连续发送的卫星信号的数字信号进行划分,得到多个目标信号,进而,可以针对每个目标信号提取路径参数和指定参数。其中,上述指定参数包括:路径损耗参数、时间偏移参数和多普勒频偏参数中的至少一个。然后,便可以对所得到的多个目标信号的指定参数进行拟合,从而,得到指定参数分布。这样,便可以利用上述指定参数分布和上述路径参数对应的初始模型建立关于上述目标卫星的卫星信道模型。
75、基于此,应用本技术实施例提供的方案,可以基于所获取到的目标信号中所提取的路径参数,确定上述目标信号所适宜的信道模型作为初始模型。此外,为了提高所建立的模型对于信道所处传输环境的反映效果,可以对从多个目标信号中提取到的指定参数进行拟合,得到指定参数分布。这样,便可以在利用上述指定参数分布和上述初始模型建立关于目标卫星的卫星信道模型,从而,实现针对不同的信道传输环境,建立可以反映不同信道传输环境对信道传输特性的影响的信道模型,进而,提高所确定的信道传输特性的准确性的目的。
1.一种卫星信道模型的建立方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用预设捕获算法对目标卫星连续发送的卫星信号的数字信号进行划分,得到多个目标信号,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对每个目标信号提取路径参数,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,所述针对每个目标信号提取指定参数,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述指定参数包括:所述时间偏移参数,所述针对每个目标信号提取指定参数,包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述指定参数包括:所述多普勒频偏参数,所述针对每个目标信号提取指定参数,包括:
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,或者,所述时间偏移参数,或者,所述多普勒频偏参数,所述对所述多个目标信号的所述指定参数进行拟合,得到指定参数分布,包括:
8.一种卫星信道模型的建立装置,其特征在于,所述装置包括:
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述目标信号获取模块具体用于:
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述参数提取模块具体用于:
11.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,所述参数提取模块具体用于:
12.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述指定参数包括:所述时间偏移参数,所述参数提取模块具体用于:
13.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述指定参数包括:所述多普勒频偏参数,所述参数提取模块具体用于:
14.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述指定参数包括:所述路径损耗参数,或者,所述时间偏移参数,或者,所述多普勒频偏参数,所述参数拟合模块具体用于:
15.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法步骤。